随西门子共赴智能制造之路

本刊记者/顾　硕

随西门子共赴智能制造之路

本刊记者/顾硕

西门子2016汉诺威工业博览会展台

引领数字化企业进程

汉诺威工业博览会（HANNOVER MESSE）是全球革新工业技术产品和自动化技术最主要的展示平台，是世界最大的展览会，净展出面积超过40万平方米。

西门子与汉诺威工业博览会结缘于1947年。那时的博览会还只是笼统地被称作出口商品交易会。69年来，在历史的惊鸿一瞥中，西门子历年以来的展台设计及其技术、产品往往是各方焦点。

今年，在“Ingenuity for Life（博大精深，同心致远）——引领数字化企业进程”这一主题之下，西门子搭建了占地3500平方米的展区，推出了最全面的产品组合，其中包括配电、自动化、驱动技术、工业软件等各领域的创新成果。其展台亮点是有关工业能源、增材制造、汽车和纤维产业的四个“立方体展厅”，观众可一目了然地了解相关主题，并可直接动手操作。此外，在运动区，西门子展现了与本届展会合作国家美国的长期合作成果。该展区利用来自美国体育休闲产业制造商的产品实例，展示了自动化与数字化对体育用品及设备生产的影响。

记者重点参观了西门子展台，它集中呈现了电气化、自动化和数字化解决方案与产品。其中，配电、自动化和驱动技术以及工业软件领域的一系列创新成果令人记忆深刻。记者看到，TIA博途V14的全新性能特点，和基于西门子工业云MindSphere的创新服务理念。在运动控制应用领域，西门子推出由Simatic先进控制器和Sinamics伺服驱动系统组成的套件。同时，在展会上全新亮相的西门子产品还有：提供额外便利功能的Simatic PCS 7最新版本8.2；输出功率范围更大的Simotics磁阻电机调速系统；Simotics AMB主动磁轴承技术等。在能源管理领域，西门子展示了Sentron产品组合中的两个全新3VA塑壳断路器产品系列。

值得一提的是，过去15年来，西门子不断扩充其“数字化企业软件套件”组成部分。数字化企业软件套件围绕Teamcenter这一协作平台，提供全面集成的软件工具产品组合。未来，该套件将无缝集成PLM（产品生命周期管理）、MES/MOM（制造执行系统/制造运营管理）和TIA博途（TIA Portal）。凭借工业通信网络、整体安全解决方案以及可实现大量数据智能化快速评估的MindSphere工业云，西门子可帮助客户实现“数字化企业”转型。

本届汉诺威展会，西门子全面展示了现实世界与虚拟世界如何融合成一个更灵活、更高可用性的联网“生态系统”。在这一生态系统内，过程工业和离散工业均可获益于开发数据、生产数据以及供应商数据的全面集成。制造企业可以有选择地满足单个客户的需求，更加迅速地响应市场要求，也更容易制定全新的商业模型。正如西门子股份公司管理委员会成员何睿祺4月25日在汉诺威工业博览会新闻发布会上所表示：“为了帮助各行各业的各级企业实现‘工业4.0’，我们对自己的数字化企业解决方案组合进一步开发。现在，我们已能提供更多更好的解决方案，以满足企业的不同需求。”西门子通过一系列具体的案例来证明企业如何获益于虚拟世界与现实世界的融合。

精彩聚焦西门子推出MindSphere开放工业云

实现数字化转型所需的四大基石是集成式软件工具和系统、工业通讯和安全解决方案，以及基于数据的服务。依托这四大基石，制造业企业将能实现更快速、更灵活的增值过程，从而能更好地迎合不同客户的需求，并针对新的市场需求快速做出响应，以更轻松地开发全新业务模式。

继成功完成内部测试之后，西门子面向市场推出“MindSphere—西门子工业云平台”。作为公共测试版本，该平台接下来还将得到进一步的开发和完善。MindSphere被设计为一个开放的生态系统，工业企业可将其作为数字化服务——譬如预防性维护、能源数据管理以及工厂资源优化的基础。特别是，机械设备制造商及工厂建造者可以通过该平台监测其设备机群，以便在全球范围内有效提供服务，缩短设备停工时间，并据此开创新的商业模式。MindSphere还为西门子的工厂数字化服务奠定了坚实的基础，譬如对数控机床以及驱动链的预防性维护（Machine Tool Analytics & Drive Train Analytics）。

为了能够让来自不同制造商的机械设备和工厂连接至MindSphere，基于试用阶段的反馈及后续开发，西门子还推出了一款名为“MindConnect Nano”的数据接入网关。此外，更多可选的数据接入方案也将逐步推出，或使用软件开发套件（Software Development Kit），或通过软件代理，或借助Simatic集成，方式丰富且灵活。

西门子股份公司数字化工厂集团首席技术官Bernhard Quendt博士这样表述了MindSphere的价值：“一方面，用户可以利用西门子的智能软件和分析工具，在MindSphere上构建自己需要的应用，这也是我们能够提供的工厂服务。另一方面，用户购买了西门子的产品，便可利用我们的软件服务促进自己的业务。比如选择设备状态监测功能，用户随时可以了解相关数据，这些数据显示产品是否到了维修保养的时间，也就具备了预测性维护的能力。

西门子股份公司数字化工厂集团首席技术官 Bernhard Quendt博士

安贝格工厂外景

数字化工厂诠释工业4.0解决方案

在德国巴伐利亚州坐落着目前世界上最先进的数字化工厂——西门子安贝格电子制造工厂。此次德国之行，记者有幸参观了该工厂，特与读者们分享。

西门子安贝格电子制造工厂（简称EWA）创建于1989年，主要生产Simatic PLC及相关产品。目前，EWA生产的产品型号超过1000种，这些产品用于控制机械设备和实现生产过程的自动化，可节省时间和金钱，并提高产品合格率。EWA约有1200名员工，产品合格率高达99.9989%。

Simatic系列产品可以控制游轮的船载系统，也可以用于工业制造过程，如汽车工业，甚至可以用于滑雪场缆车。安贝格工厂自身生产过程也利用Simatic设备进行控制。Simatic设备本身即可控制Simatic产品的生产过程。从生产过程之初到调度点，每条生产线都使用约1000台Simatic控制器。主要生产的Simatic产品有：SIMATIC S7系列 PLC；分布式I/O SIMATICET200；人机界面SIMATIC HMI。

1966年，EWA还处在工业1.0/2.0时代，机械化的生产线，批量生产接触器，使用的也是人工图纸，生产线上的员工数量非常多。1995年，EWA发展到工业3.0，其具备了自动化生产线，开始实行精益生产，引入了局域网和互联网。2015年，EWA迈向工业4.0，产品生命周期实现数字化，可从水平和垂直两大维度进行集成，并能够快速识别所有元器件的身份以及查找历史记录。

尽管各工业企业面临着不同的行业需求，但所有企业都面临着相同的核心挑战：缩短产品上市时间、提高灵活性和效率，同时达到更高的质量标准。而实现德国工业4.0愿景的基础在于，增值网络的水平集成、整个价值链的无缝集成、垂直集成和联网生产系统三方面。西门子提出，唯有全面自动化模式，才能满足所有工业4.0要求。从产品设计、生产规划，到生产工程、生产实施服务，从虚拟世界到现实世界，供应链上的各个环节自动化技术都必不可少。

在参观工厂时，西门子的工作人员向记者详细介绍了这座数字化工厂的神奇之处。

（1）缩短上市时间

在安贝格工厂，每天进行大约350次切换，确保生产出1000种不同产品。99.5%以上的交付可靠率，保证实现24小时交付。±20%的人员配置灵活性以及时满足客户需求。

（2）增强灵活性

在安贝格工厂，每年约有5000次工作计划变更（20%以上是由于元器件供货中断而造成）。凭借75%的自动化率，每天可生产120种型号的产品。每天约有5000万种工艺和产品进入SIMATIC IT系统。

（3）提高效率

在安贝格工厂，实现了75%以上的产线利用率，在24小时内就可做好面向全球约6万名用户的产品的交付准备。全自动运输系统确保在15分钟内将物料从仓库送至生产设备。在三班制生产情况下，每年贴装元件超过300万个。百万缺陷率（dpm）为11，相当于99.9989%的产品合格率。世界上还没有哪家同类工厂具备如此之低的缺陷率。

相比1990年投产时，虽然工厂生产面积保持不变（10000 m²），员工数量基本没发生改变，但如今已达9倍的车间利用率，产能提升了8倍。工厂每年可生产约1500万件Simatic产品，按每年生产230天计算，相当于每秒生产一件产品。其生产过程实现了高度的自动化：生产设备和计算机可以自主处理75%的流程工作，只有剩余四分之一的工作需要由工人来完成。仅在生产过程之初，员工需要用手工将印刷电路板安装在生产线上，此后所有的工作均由于机器自动控制完成。

安贝格工厂内景

西门子Teamcenter协作平台将PLM软件、MES软件以及全集成自动化工程软件平台TIA博途有效整合，从而打造满足工业4.0要求的解决方案。

精彩聚焦

唯有监测方能改进，这就是从大数据到智能数据的用途。

全数字化可以辅助员工工作。

安贝格工厂从设计到生产的一致性有目共睹。

西门子中央研究院

践行独创精神

2015财年，西门子拥有大约3.21万名研发人员。其中1.35万人在德国，1.86万人在德国以外地区。西门子已在全球27个国家设立171个研发机构。在全球范围内，大约有8000人工作在公司核心研发机构西门子中央研究院。截至2015年9月30日，西门子通过现有业务运营获得了大约56,200项专利。

据悉，2016财年（2015年10月1日至2016年9月30日），西门子将投入近48亿欧元用于研发，这一金额与上财年相比增加了约3亿欧元。至此，西门子在研发方面的投入相较于2014财年增长近20%。所增加投入的主要部分将被用于自动化、数字化以及分布式能源系统领域的研发工作。2015财年，西门子的研发力度（research intensity，即研发支出占营收额比重）为5.9%，较2014财年增长0.3%。此外，西门子还采取了一系列措施用于进一步加强公司的创新能力。

截至2015财年（2014年10月1日至2015年9月30日），西门子在中国约有4,500名研究人员及研发工程师，研发中心数量已达到20个，获批专利数量增至约5,700个。2016年，西门子计划在中国成立新的研发创新中心，超过300名员工将在此从事针对中国和国际市场的全新数字化解决方案的研究。

“在21世纪，研究不会、也无法在象牙塔里单独进行。”西门子股份公司首席技术官鲁思沃（Siegfried Russwurm）曾表示，“时代在改变，发明家不会再孤立地为未来发展开拓新的想法。今天，创新需要崭新的、开放的合作模式。从众包模式和软件编程马拉松中获得灵感，与大学、研究机构、小型灵活的初创企业建立合作项目，这些是我们西门子每天都在做的工作。”

为了实现该目标，西门子正在组建一个新的部门，将在一个初创企业的环境中为新的尝试和增长提供空间。这个暂定名为“Innovation AG”的新部门将为业务和项目创意提供咨询、宣传以及风险投资服务。与初创企业类似，该部门独立于西门子核心业务之外，并将补充和加强西门子现有的初创项目。

为了在数字化领域挖掘新的商业机会，公司正在以“西门子数字服务”为平台，努力发展相关服务。西门子预计数字化服务市场将达到年均15%的增长。2015财年，西门子服务业务实现营收大约160亿欧元，其中数字化服务达到6亿欧元。西门子还将设立一个跨业务集团的软件平台Sinalytics，为数字化服务提供技术基础。这一平台整合了远程维护、数据分析及网络安全等一系列现有技术和新技术，还能够对机器感应器产生的大量数据进行整合、保密传输和分析。因此，西门子的业务部门能够利用这些数据为客户提供全新的服务。比如，他们可以通过这些数据提升对燃气轮机、风力发电机、列车、楼宇和医疗成像系统的监控。今天，约30万台设备已连接至Sinalytics平台。可对机密数据进行保密传输、储存和分析的大量网络安全技术是此平台的核心之一。

精彩聚焦西门子与初创企业的故事

合作形式

西门子与初创企业合作已逾十五载。对于西门子而言，它们是全新技术趋势和创新业务模式的重要风向标。与此同时，对于初创企业而言，西门子是一个充满吸引力的合作伙伴——这不仅仅出于经济原因。初创企业可在专业技术、市场准入和客户联络等领域有针对性的获益。

西门子初创企业合作事务由西门子中央研究院旗下的西门子创新投资（SIV）和西门子金融服务集团旗下的西门子创业投资（SVC）负责。西门子推行三管齐下的战略：与初创企业合作，成立初创企业，投资初创企业。

与初创企业合作

西门子创新投资通过其位于巴克利、上海、慕尼黑以及将来的特拉维夫的分支机构，与世界各地的初创企业合作。为了找到最佳创意，公司每年要联系1000多家新成立的公司，召开会议（如“New Ventures Forum”），参加交流会和创业活动，开展促进计划（如Frontier）。每年会因此带来大约20项合作，并推出迄今为止受100多项专利保护的创新西门子产品。西门子创新投资通过这种方式掌握公司外部的重大创新，推出全新西门子产品、业务创意和合作关系。

成立初创企业

西门子创新投资在公司目前虽不活跃但与公司未来息息相关的业务领域创立初创企业。西门子通过这种方式可以快速、灵活地测试新业务模式，如果必要还可在以后将其整合进来。重要的是，通过这种方式创立的初创企业是独立于西门子公司的。它们由富有经验的“连续创业者”进行管理，而西门子对其进行投资，就像一个风险投资者。基于具体的战略利益，也有可能引进外部投资者。迄今为止，西门子已经通过这种方式创立了十多家初创企业。

投资初创企业

西门子创业投资部门从新成立的公司中进行甑选，对选中的初创公司进行投资。通过其位于美国、欧洲和亚洲的办事处，西门子创业投资为创新的初创企业投资已有20年历史。在180多家初创企业中，投资8亿多欧元的西门子创业投资成为2014年十大企业风险投资者之一。这些投资主要面向工业软件和网络安全、能源管理、交通管理、分子诊断和护理点诊断等领域。所有这些领域都对西门子具有重要意义。

后记

2016年3月18日，西门子在中国正式发布了全新的品牌宣言：Ingenuity for life。

“I n g e n u i t y”意为工程技术（engineering）、天赋和创新（genius and innovation）以及团结一致的精神（unity）。而“for life”阐述了西门子在全球所承担的责任，即让那些于社会有益之事成为现实。在中国，“Ingenuity for life”诠释为“博大精深，同心致远”。这是西门子为客户、员工和社会创造价值坚定不移的动力与承诺。

170多年来，西门子一直孜孜以求于各种提升人们生活品质的手段，不断树立着行业新标竿，长期实践着价值增值。其对技术的匠心精神和澎拜激情，一直推动着西门子为客户、为社会、为每个人砥砺前行。西门子创始人维尔纳·冯·西门子称之为“独创精神”，今天，西门子公司诠释为“博大精深，同心致远”。正是这种精神形成了强大的经济基础，支撑着西门子从容应对各种能源挑战。正如西门子大中华区首席执行官、西门子（中国）有限公司总裁兼首席执行官赫尔曼在“2016年中国工业日”活动上的发言所提：“中国经济正在进入‘新常态’，西门子将与中国一路结伴前行。这意味着要让制造企业做好迎接未来挑战的准备，让我们的城市更加宜居、更具魅力，并保证可持续的能源供应。这是我们前进的动力，也是我们的承诺。凭借我们在电气化、自动化和数字化领域的专业知识和经验，我们让关键所在，逐一实现。”

西门子大中华区首席执行官、西门子（中国）有限公司总裁兼首席执行官 赫尔曼